电池行业是２１世纪的朝阳行业，发展前景十分广阔。在电池行业中，最没有污染、市场空间最大的应该是太阳能电池，太阳能电池的研究与开发越来越受到世界各国的广泛重视。

理想化的前景

照射在地球上的太阳能非常巨大，大约４０分钟照射在地球上的太阳能，便足以供全球人类一年的能量消费。可以说，太阳能是真正取之不尽，用之不竭的能源。而且太阳能发电绝对干净，不产生公害。所以太阳能发电被誉为最理想的能源。从太阳能获得电力，需通过太阳能电池进行光电变换来实现。

它同以往其他电源发电原理完全不同，具有以下特点：

①无枯竭危险；②绝对干净；③不受资源分布地域的；④可在用电处就近发电；⑤能源质量高；⑥使用者从感情上容易接受；⑦获取能源花费的时间短。

要使太阳能发电真正达到实用水平，一是要提高太阳能光电变换效率并降低成本；二是要实现太阳能发电同现在的电网联网。

目前，太阳能电池主要有单晶硅、多晶硅、非晶态硅三种。单晶硅太阳能电池变换效率最高，已达２０％以上，但价格也最贵。非晶态硅太阳电池变换效率最低，但价格最便宜，今后最有希望用于一般发电的将是这种电池。一旦它的大面积组件光电变换效率达到１０％，每瓦发电设备价格降到１－－２美元时，便足以同现在的发电方式竞争。

当然，特殊用途和实验室中用的太阳电池效率要高得多。如美国波音公司开发的由砷化镓半导体同锑化镓半导体重叠而成的太阳能电池，光电变换效率可达３６％，快赶上了燃煤发电的效率，但是由于它太贵，目前只能限于在卫星上使用。

实用化的开发

日本在太阳能电池的研究、开发方面一直居世界领先地位，近年来，日本将研究开发的重点放在低成本大规模生产技术的开发方面，以促进太阳能发电实用化进程。目前研究的重点主要集中在大面积薄膜非晶硅、ＣｄＴｅ电池、ＣＩＳ电池的制造技术，Ⅲ－－Ⅴ族化合物半导体高效光电池，非晶硅及结晶硅混合型薄膜光电池，多晶硅低成本精炼技术开发等方面。

－－非晶硅薄膜光电池

由于非晶硅（ａ－－Ｓｉ）是直接转换型半导体，光的吸收率大，较易于制成厚度０．５微米以下，面积１平方米以上的薄膜，并且容易与其他原子结合制成对近红外光高吸收的非晶硅锗（ａ－－ＳｉＧｅ）集层光电池，是目前日本光电池开发的主攻方向之一。现已开发了集层结成型、连续分离成型、激光布线成型等方法，其中１０厘米×１０厘米初期转换率达１２．０％，１平方厘米ａ－－Ｓｉ／ａ－－ＳｉＧｅ集层光电池的稳定后效率１０．６％，均为世界最高水平。由三洋电机开发的大面积ａ－－Ｓｉ／ａ－－ＳｉＧｅ电池（３０厘米×４０厘米）稳定后效率达９．５％，此成果获得第１４届欧洲太阳能发电会议奖。 －－非晶硅和多晶硅混合薄膜光电池。由于非晶硅和多晶硅对太阳光谱的敏感区域不同，将两种材料做在同一基板上，可以充分发挥特长，得到与结晶相近的转换率。而且因为是硅薄膜材料，可节省资源有利于环保，是下一世纪最有前途的薄膜电池之一。日本钟渊化学公司现在已开发出尺寸为９１０毫米×４５５毫米、转换效率达１０．６％，下层膜厚度为数微米的超薄薄膜电池。ｐｏｌｙ－－Ｓｉ单膜的光电池也得到１０．７％的转换效率，均为世界最高记录。 －－ＣＩＳ光电池。由日本昭和石油（株）负责开发的ＣＩＳ光电池使用了溅射法和退火处理制作Ｐ型光吸收层，并且加入了镉和硫磺调整其吸收率提高电池效率。现已做出以普通玻璃为基板的１０厘米×１０厘米ＣＩＳ光电池，其效率为１４．２％。日本拟在１９９９年开发出效率为１３％、单元面积３０厘米×３０厘米，出厂价１４０日元／瓦（年产１００兆瓦规模）的大规模生产技术。

－－ＣｄＴｅ高效光电池

以松下电工为主的日本公司已用涂布烧结法制成ＣｄＳ／ＣｄＴｅ一般民用电池，效率为８．７％。之后又开发出接近升华法，１平方厘米的转换效率达１６．０％，创造世界最高记录。并且在大面积（８８２平方厘米单元）获得１０．４％的效率。

－－高纯度电池

硅熔融精炼技术是用普通高纯度金属硅（９９％）为原料，经过除磷及其他金属不纯物的第一工序和除硼、除碳第二工序后制成高纯度电池用硅。在第一工序中用电子束连续溶解块状金属硅，利用局部高温先将磷蒸发掉，然后在第二工序中通过加氢或水蒸气电子束溶解让硼及碳与氧产生氧化反应，使硼的浓度降至０．２ｍａｓｓｐｐｍ。现日本已制成２０公斤工业规模装置，用此种方法制出的硅片在１００毫米×１００毫米×０．３５毫米的条件下获得１４．６％的效率。

家庭化的应用

太阳能发电虽受昼夜、晴雨、季节的影响，但可以分散地进行，所以它适合于各家各户分散进行发电，而且要联接到供电网络上。太阳电池日益成为家用电器的"能源心脏"。

1. 太阳能电话。以太阳能作能源的无线电话已在英国一家无线电公司问世。它利用顶端上装的太阳能接收板，可以不断给电池充电。使用者的声音通过无线电波输入附近的电话交换机，再传送到各地电话通讯网去。巴黎伏德瓦特公司制作的太阳能收费公用电话，耗电量极低，只要在阳光下充电几小时，便足够使用１０多天。

2. 太阳能冰箱。法国的太阳能冰箱以甲醇为剂，每２４小时可１０公斤，保鲜３０公斤食物。印度研制出一种仓库用的大型太阳能冰箱，上部装的抛物线镜面将阳光集中在半导体网孔上，把光转换成电流，箱内温度保持在－２℃，可冷藏５００公斤食品，每天还可制出２５公斤冰来。

3. 太阳能空调器。日本夏普电器公司制造的这种空调装置，当天气晴朗时，全部动力都由阳光供给，多云或阴天时才使用一般电源。期间的转换由控制系统自动完成，用它可使一间１８平方米的居室室温保持在２０℃左右，并较一般空调器节约电费６０％以上。

4. 太阳能电视机。芬兰研制的太阳能电视机只要白天把半导体硅光电池转换器放在有阳光的窗台上，晚上不需电源便可观看电视。转换器贮存的电能，可供工作电压为１２伏的电视机使用３至４小时。印度研制的太阳能电视机，其能源吸收系统只要每天工作４小时，即使连续３天无太阳，也能正常接收信号播放节目。

5. 太阳能照相机。日本制作的世界上第一架太阳能照相机，重量仅有４７５克，机内装有先进的太阳能电池系统，其蓄电池可连续使用４年。美国一家公司生产了一种新型的１３５照相机。它的光圈、速度均由微电脑自动控制，电力则由太阳能硒光电池提供，只要有光线就能供电。下载本文